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(1)SUSCETIBILIDADE E RESPOSTA COMPORTAMENTAL DE Chrysoperla externa (HAGEN) (NEUROPTERA: CHRYSOPIDAE) À LAMBDA-CIALOTRINA por RENÉ FERNANDO LUNA (Sob Orientação do Professor Jorge Braz Torres - UFRPE) RESUMO Chrysoperla externa (Hagen) é um predador de ocorrência natural nos agroecossistemas, associado a várias espécies de pragas, como pulgões, psilídeos, cochonilhas, ovos e pequenas lagartas. Inseticidas piretroides são comumente empregados no controle de lepidópteros e coleópteros nesses agroecossistemas, mas usualmente não são eficazes contra pragas sugadoras, as quais são presas preferidas por crisopídeos como C. externa. Desta maneira, a suscetibilidade ao piretroide lambda-cialotrina foi estudada em duas populações de C. externa submetidas (CeSel) ou não (Ce-NSel) à seleção, mediante aplicação tópica e comparação de curvas dosemortalidade. O estudo também avaliou possíveis efeitos de resíduos do inseticida no comportamento de oviposição, caminhamento e predação, para ambas as populações. A suscetibilidade à lambda-cialotrina entre as populações foi variavel. Inicialmente, razões de resistência (RRs) considerando as doses letais DL50 e DL90 foram de 4,16 e 2,60x para larvas, e de 1,02 e 1,43 para adultos. Após sete gerações de seleção de larvas, essas RRs aumentaram para 5,85 e 9,37x para larvas e 3,38 e 2,75x para adultos, respectivamente. No estudo de oviposição, ambas as populações depositaram menor número de ovos em superfície totalmente tratada com lambda-cialotrina, porém a população Ce-NSel apresentou preferença de oviposição pela área não tratada. Baseado no parâmetro de caminhamento, não foi observado repelência em arenas i.

(2) parcialmente tratadas para ambas as populações, embora sendo verificado irritabilidade para a população Ce-NSel. Quando as populações foram submetidas a arenas totalmente tratadas, larvas da população Ce-NSel apresentaram menor distância e velocidade de caminhamento, enquanto larvas Ce-Sel apresentou maior tempo de caminhamento. A taxa de predação em ambiente tratado e não tratado foi menor para ambas as populações em ambiente tratado, porém sendo aproximadamente de 1,6 vezes menor para Ce-NSel. Os resultados demonstram alterações na suscetibilidade de C. externa quando submetidas à seleção com lambda-cialotrina, bem como na resposta comportamental e de predação.. PALAVRAS-CHAVE:. Controle. biológico,. crisopídeos,. piretroide, seletividade de inseticidas.. ii. resistência. a. inseticidas,.

(3) SUSCEPTIBILITY AND BEHAVIOURAL RESPONSES OF Chrysoperla externa (HAGEN) (NEUROPTERA: CHRYSOPIDAE) TO LAMBDA-CYHALOTHRIN by RENÉ FERNANDO LUNA (Under the direction of Professor Jorge Braz Torres - UFRPE) ABSTRACT The lacewing species, Chrysoperla externa (Hagen), exhibits natural occurrence in various crop ecosystems in Brazil preying upon sucking sap pest species such as aphids, scales, psyllids, and eggs and small larvae. Likewise, pyrethroid insecticides are widely recommended to control lepidopteran and coleopteran pest species in these ecosystems, but usually lacking efficacy against sucking sap pest species attacked by lacewings. Thus, in this study, two populations of the green lacewing C. externa were investigated regarding its susceptibility to lambda-cyhalothrin under selection (Ce-Sel) and non-selection (Ce-NSel) through topical application by determining dosemortality curves. In addition, influence of the insecticide residues on oviposition, walking and predatory behaviors was studied. Significant variation in the susceptibility to lambda-cyhalothrin was found between the populations. At 1st-tested generation the resistance ratios (RRs) considering the LD50s and LD90s were 4.16 and 2.60-fold for larvae and 1.02 and 1.43-fold for adults. After seven generations of larval selection the RR based on the LD50s and LD90s became 5.85 and 9.37-fold for larvae, and 3.38 and 2.75-fold for adults, respectively. Females of the population Ce-Sel subjected to partially treated arenas laid similar number of eggs on both surfaces, while female Ce-NSel laid lower number of eggs on treated surfaces. Based on behavioral parameters, larvae of both populations did not exhibit repellence when observed on iii.

(4) partially insecticide-treated arena, although irritability was observed for larvae of Ce-NSel. Larvae of Ce-Sel population confined on fully treated arena exhibited greater walking distance, time and speed compared to larvae of Ce-NSel. Predation rate was reduced for larvae of both populations, but larvae of Ce-NSel exhibited prey consumption ~1.6x lower compared to larvae of Ce-Sel. The results indicated alterations on susceptibility of C. externa when subjected to selection with lambda-cyhalothrin and, hence, changes on behavior and predation rate.. KEY WORDS:. Biological control, green lacewings, insecticide resistance, pyrethroid, insecticide selectivity.. iv.

(5) SUSCETIBILIDADE E RESPOSTA COMPORTAMENTAL DE Chrysoperla externa (HAGEN) (NEUROPTERA: CHRYSOPIDAE) À LAMBDA-CIALOTRINA. Por. RENÉ FERNANDO LUNA. Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Entomologia Agrícola, da Universidade Federal Rural de Pernambuco, como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Entomologia Agrícola.. RECIFE - PE Fevereiro – 2017 v.

(6) SUSCETIBILIDADE E RESPOSTA COMPORTAMENTAL DE Chrysoperla externa (HAGEN) (NEUROPTERA: CHRYSOPIDAE) À LAMBDA-CIALOTRINA. Por. RENÉ FERNANDO LUNA. Comitê de Orientação: Jorge Braz Torres – UFRPE Luziani Rezende Bestete – UFRPE. vi.

(7) SUSCETIBILIDADE E RESPOSTA COMPORTAMENTAL DE Chrysoperla externa (HAGEN) (NEUROPTERA: CHRYSOPIDAE) À LAMBDA-CIALOTRINA. por. RENÉ FERNANDO LUNA. Orientadores: Jorge Braz Torres – UFRPE Examinadores: Luziani Rezende Bestete – PNPD/CAPES. Christian Sherley Araújo da Silva Torres – UFRPE. vii.

(8) DEDICO. A meus pais, René Fernando Luna e Liliana Marta Córdoba e aos meus irmãos Dario Fernando Luna, Roman Jorge Luna e Julia Urueña del Valle, que são os pilares que me permitiram seguir firme no caminho correto.. viii.

(9) AGRADECIMENTOS À força que me move, à luz que me guia, às mãos que me amparam e ao sopro que me inspira, Deus. À Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRP), ao Programa de Pós-graduação em Entomologia Agrícola (PPGEA). À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo auxílio financeiro e suporte deste trabalho. Ao meu pai, René Fernando Luna que me encaminhou na maravilhosa ciência da agronomia, e me ensinou a sempre dar o melhor de mim. À minha mãe, Liliana Marta Córdoba, que formou em mim valores fundamentais como a responsabilidade, respeito e gratidão. Ao Meu irmão Dario Fernando Luna por me mostrar que depois dos sacrifícios vêm os frutos, e me fez perceber que os nossos limites estão na nossa mente. Ao meu irmão Roman Jorge Luna por ser o meu companheiro da vida nos bons e maus momentos, aprendendo e empreendendo juntos. À minha irmã de coração Julia Urueña del Valle e avó Feliza Eulogia Ramírez de Luna por acreditar em mim e rezar a Deus para me proteger e abençoam em todos os momentos. Aos meus orientadores Jorge Braz Torres (UFRPE) e Luziani Rezende Bestete (UFRPE) pela credibilidade, ensinamentos, conselhos, paciência, amizade, motivação e pelos exemplos de dedicação e profissionalismo. Serei sempre grato! À professora Christian Sherley Araújo da Silva Torres (UFRPE) pela ajuda, recomendações e ensinamentos. ix.

(10) Ao Professor Manoel Guedes (UFRPE) por disponibilizar alguns dos equipamentos necessários à execução dos experimentos. À Professora María del Carmen Fernandez Gorgola (UNCa) por motivar-me a realizar o mestrado, e seguir crescendo como profissionalmente. À Cátedra de Zoologia Agrícola (UNCa) por confiar em mim e me dar apoio. Aos amigos do Laboratório de Controle biológico, Alice Sutana, Priscilla Costa, Rogério Lira, Paulo Ramos, Lucas Sousa e Guilherme Rolim pela amizade e ajuda de todos os dias. Aos amigos Thiago Alves e Wellington Marques da Silva por serem as primeiras pessoas a me ajudar em este caminho, serei sempre grato. Aos amigos Natalia, Nicolas, Amanda, Rudnei, Pedro, Alessandra, Vitor, Gary, Beto, Guilherme, Paulo, Marcus, Tâmara, Juan, Antonio, Denner e Rebecca pela companhia e momentos de descontração. A todos aqueles que direta ou indiretamente contribuíram para que eu chegasse até aqui, meus sinceros agradecimentos!. x.

(11) SUMÁRIO Páginas AGRADECIMENTOS ...................................................................................................................ix CAPÍTULOS 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 1 Chrysopidae como agentes de controle biológico ..................................................... 1 Chrysopidae: suscetibilidade e resistência a inseticidas ........................................... 4 Efeito indireto de inseticidas no comportamento de predadores............................... 8 LITERATURA CITADA ........................................................................................... 10. 2. SUSCETIBILIDADE E RESPOSTA COMPORTAMENTAL DE Chrysoperla externa. (HAGEN). (NEUROPTERA:. CHRYSOPIDAE). À. LAMBDA-. CIALOTRINA .............................................................................................................19 RESUMO ................................................................................................................ 20 ABSTRACT ............................................................................................................ 21 INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 22 MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................... 24 RESULTADOS ....................................................................................................... 33 DISCUSSÃO ........................................................................................................... 36 AGRADECIMENTOS ............................................................................................ 41 LITERATURA CITADA ........................................................................................ 41 3 CONSIDERAÇÕES FINAIS ......................................................................................... 52. xi.

(12) CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO Chrysopidae como agentes de controle biológico A ação do controle natural exercido por insetos predadores é considerada a primeira linha de defesa biótica das plantas contra pragas (Whitcomb 1981). Dentre os insetos predadores, os crisopídeos são importantes no controle de várias pragas de importância econômica. Esta ação é favorecida pela maior facilidade na manipulação desses insetos (conservação, criação e liberação) (New 1975, Principi & Canard 1984, Stelzl & Devetak 1999) O controle biológico empregando crisopídeos é realizado com sucesso em várias culturas, devido a grande quantidade de espécies existentes, as quais ocupam variados agroecossistemas e nichos ecológicos (Principi & Canard 1984, Brooks & Barnard 1990, Freitas 2002) como em cultivos orgânicos (Resende et al. 2007) e convencionais de algodão, citros, milho, soja, alfafa, fumo e outros (Velloso et al. 1997, Figueira et al. 2000, Macedo 2001, Freitas 2002). Os programas de controle biológico com crisopídeos dependem de vários fatores, mas em especial da criação em larga escala e a baixo custo. Uma das formas para viabilizar as liberações seria a maximização da produção do agente na entressafra e o seu armazenamento para utilização quando necessário (Freitas 2001a). O sucesso de um programa de controle biológico passa pela disponibilização de agentes para liberações em extensas áreas e em repetidas vezes. Isso só é possível se houver meios e técnicas disponíveis para sua multiplicação em larga escala em laboratório (Freitas 2001b). Chrysopidae inclui mais de 1200 espécies agrupadas em 75 gêneros (Brooks & Barnard 1990), todas sendo predadoras na fase larval, possuem três ínstares e pernas ambulatórias bem 1.

(13) desenvolvidas, o que favorece o forrageamento à procura das presas, destacando-se por apresentarem uma grande voracidade (Gravena 1984, Hassan et al. 1985, Carvalho et al. 1994). Alimentando-se de pulgões, o desenvolvimento larval de crisopídeos ocorre em um período relativamente rápido (6-12 dias), já que pulgões apresentam populações em grandes picos, mas, que também desaparecem rapidamente (Van Emden & Harrington 2007). A muda para pupa ocorre ao final do terceiro instar, quando as larvas procuram um local semiprotegido e tecem um casulo de seda como no ponteiro das plantas, bainha e borda de folhas (Canard 2001). Após a emergência, passam por um período de maturação sexual, ocorrendo posteriormente o acasalamento e, em seguida, a oviposição. Em geral, os adultos possuem alto potencial reprodutivo, são de fácil criação em laboratório e possuem alta capacidade para se dispersarem entre plantas e agroecossistemas (Senior & McEwen 2001, Figueira 2002). A oviposição é realizada em plantas com baixas ou altas infestações de presas, e as larvas ao eclodirem alimentam-se das presas disponíveis (Fleshner 1950, Babrikova 1979, Duelli 1987). Essas, ao localizarem uma presa, inicialmente as imobilizam pela inserção das pinças e subsequente injeção de toxinas. As pinças são compostas pela sobreposição da mandíbula e maxila, de maneira que forma um canal, um tipo particular de aparelho bucal picador-sugador (Chapman 1998). As presas são digeridas de forma extraoral pela liberação de toxinas e posteriormente ingeridas como conteúdo liquefeito (Gepp 1984, Cohen 1998). De forma distinta às larvas, os adultos da maioria das espécies de Chrysopidae alimentam-se de pólen, substâncias açucaradas produzidas por plantas (produtos dos nectários ou néctar das flores) e por insetos (honeydew). Porém, há registros de espécies onde a predação também ocorre na fase adulta, a exemplo das espécies de Chrysopa (Tauber & Tauber 1973, Gepp 1984). Dentre as espécies conhecidas até o momento, apenas Chrysopa slossonae Banks é considerada monófaga, sendo as demais oligófagas a generalistas, empregando como presas várias 2.

(14) espécies de pulgões, cochonilhas, moscas brancas, psilídeos, ácaros, ovos e larvas neonatas (Albuquerque 2009). No Brasil, estudos sobre o potencial de controle de artrópodes-praga utilizando crisopídeos são escassos, destacando-se aqueles para utilização no controle de Alabama argillacea (Hübner), pulgões como Aphis gossypii (Glover), Schizaphis graminum (Rondani) e Rhodobium porosum (Sanderson), e cochonilhas dos citros, tais como Coccus sp., Paraorthezia sp., Pinnaspis sp. e Selenaspidus sp. (Carvalho & Souza 2000). Os atributos apresentados pelas larvas e adultos de crisopídeos os tornam predadores-chave em muitos sistemas agrícolas (Debach 1974, King & Nordlund 1992, Maia et al. 2000, Freitas 2002), o que justifica a criação massal em laboratório para controle biológico aumentativo. A criação pode ser realizada em presas alternativas, como ovos das traças-das-farinhas Anagasta kuehniella (Zeller) e Sitotroga cerealella (Lepidoptera: Pyralidae) para as larvas (Ribeiro 1991, Albuquerque et al. 1994) e, alimento energético como uma mistura de mel e levedura de cerveja na proporção 1:1 para os adultos (Bortoli et al. 2006). Pesquisas mostram que a fase larval também pode ser mantida em dieta artificial semi-sólida, para Chrysoperla rufilabris Burmeister (Cohen & Smith 1998, Cohen 1983) e Chrysoperla carnea (Stephens) (Muzammil et al. 2007). Apesar da grande importância dos crisopídeos como agentes de controle, apenas algumas espécies tem sido mais estudadas e, consequentemente, tiveram suas criações estabelecidas, entre elas, C. carnea, C. rufilabris, Chrysopa septempunctata Wesmael, C. perla, C. formosa e C. scelestes. Destas, somente a primeira espécie tem recebido mais atenção em metodologias e técnicas de criação massal (Tulisalo 1984). Contudo, o potencial de utilização de espécies de Chrysopidae em programas de controle biológico pode ser amplamente expandido.. 3.

(15) Chrysopidae: suscetibilidade e resistência a inseticidas No manejo integrado de pragas, uma das prioridades é a utilização do controle biológico, o qual nem sempre é eficaz o suficiente para manter as populações de pragas abaixo do nível de dano econômico, sendo necessária a utilização complementar ou adicional de inseticidas (Medina et al. 2008, Jalali et al. 2009). Porém, o uso inadequado de inseticidas sintéticos é um problema frequente, que leva à ressurgência de pragas, seleção de indivíduos resistentes aos inseticidas utilizados e redução da biodiversidade pela eliminação de inimigos naturais (Ruberson et al. 1998, Gallo et al. 2002). A resistência é uma característica pré-adaptativa, genética e hereditária (Dobzhansky 1951), definida como a capacidade desenvolvida em uma determinada população de insetos, de tolerar doses de produtos tóxicos que seriam letais para outros indivíduos da espécie (Croft et al. 1988). Assim como as pragas, os inimigos naturais também podem desenvolver resistência aos inseticidas, embora a constatação desse fenômeno em inimigos naturais pareça ocorrer de forma mais lenta (Tabashnik & Johnson 1999, Rodrigues et al. 2013). Isto porque, entre outros fatores, a a seleção para a resistência é uma combinação de fatores biológicos, ecológicos e bioquímicos (capacidade de detoxificação) (Roush & Daly 1990). Nesto contexto a busca de seletividade de inseticidas aos inimigos naturais é uma etapa crucial no manejo de pragas (Croft 1990), seja através da seletividade ecológica (logística de como o produto é utilizado visando minimizar a exposição do inimigo natural ao inseticida), ou fisiológica (suscetibilidade diferenciada em que o inseticida é mais tóxico à praga que para o inimigo natural) (Ripper et al. 1951, Newsom et al. 1976, Hull & Beers 1985). Diferenças na suscetibilidade a inseticidas entre herbívoros e inimigos naturais têm sido atribuídas a: (1) diferenças na habilidade de detoxificação metabólica de herbívoros e inimigos naturais (Taylor 1954, Croft & Morse 1979, Flexner et al. 1986, Theiling & Croft 1988); (2) aumento de 4.

(16) concentração do produto em espécies predadoras ao se alimentarem de presas contaminadas (Reda & El-Banhawy 1988); (3) aumento da exposição do predador a resíduos de pesticidas devido à maior mobilidade em relação às presas (McClure 1977, Bostanian et al. 1984, Hoy 1984); e exposições por varias vias como a injestão de presas e subprodutos de plantas contaminados e contato tópico e residual de inseticidas (Torres et al. 2010) e, (4) inabilidade fisiológica dos inimigos naturais para desenvolver resistência tão facilmente como as suas presas e hospedeiros (Croft 1972). Apesar da similaridade no modo de ação de inseticidas neurotóxicos para a Clase Insecta, inúmeros resultados apontam a existência de mecanismos fisiológicos de tolerância em predadores a alguns destes produtos em função dos níveis diferenciais de absorção, penetração, metabolismo (destoxificação enzimática) e excreção em relação a insetos fitófagos (Hamilton & Kieckhefer 1969, Plapp & Bull 1978, Shour & Crowder 1980, Yu 1988). Isto resulta de uma seleção natural de indivíduos de populações de inimigos naturais sob pressão constante de produtos químicos permitindo a manutenção das espécies no campo (Lorini & Galley 2000, Torres 2012). A resistência em inimigo natural em relação aos avanços nos estudos com pragas tem sido pouco estudada e explorada no contexto da integração do controle químico e biológico dentro do manejo integrado de pragas (Torres 2012, Spíndola et al. 2013, Torres et al. 2015). Contudo, estudos recentes têm caracterizado a resistência de algumas populações de crisopídeos, selecionadas naturalmente em campo devido às exposições aos inseticidas. Sendo constatada resistência de crisopídeos para fosforados (clorpirifós, malation, metomil, paration, profenofós), carbamato (carbaril), espinosinas (espinosade), avermectinas (benzoato de emamectina) e piretroides (alfa-cipermetrina, cipermetrina, deltametrina, fenvalerato, lambda-cialotrina e permetrina) (Pree et al. 1989, Bortoli et al. 2002, Pathan et al. 2008, Sayyed et al. 2010, Mansoor 5.

(17) et al. 2013, Abbas et al. 2014), os quais apresentam largo espectro de ação e amplo uso no controle de pragas. Grafton-Cardwell & Hoy (1985), por exemplo, encontraram que populações de C. carnea foram tolerantes aos piretroides permetrina e fenvarelato. Núñez (1988) detectou resistência cruzada de C. carnea a piretroides, provavelmente devido à seleção natural por exposição a estes e a outros produtos, como o DDT. De maneira geral, espécies de crisopídeos têm demonstrado baixa mortalidade de uma ou mais fases, seja de ovo, larva, pupa ou adultos, a diferentes inseticidas. Contudo, acredita-se que larvas de predadores podem ser contaminadas com maior facilidade por pesticidas que os adultos, devido ao caminhamento sobre superfícies tratadas e não voar (Medina et al. 2004). Além disso, a aplicação de inseticidas diretamente sobre larvas de C. carnea, como realizado por Pathan et al. (2008), sugere que é possível a seleção em laboratório para resistência a vários inseticidas. Essa resistência em crisopídeos, ou ao menos alta tolerância a vários princípios ativos, permite a compatibilidade do seu uso como agente de controle biológico aliado a outras táticas de controle, como o controle químico (Shour & Crowder 1980, Osman et al. 1985, Ribeiro et al. 1988). Assim, o uso de inseticidas seletivos torna-se essencial para o sucesso de programas de MIP, por apresentar efeitos reduzidos sobre os inimigos naturais nas mesmas condições em que a praga visada é controlada com sucesso (Gazzoni 1994, Degrande et al. 2002, Foerster 2002). Além dos benefícios diretos, a seletividade resulta em baixo risco de desenvolvimento de resistência nas populações da praga alvo (Van Lenteren & Woets 1988, Harris 2000, Viñuela et al. 2000), pois aqueles indivíduos resistentes que sobreviverem a aplicação do produto podem ser controladas pelo inimigo natural. Alguns métodos foram desenvolvidos visando determinar a seletividade de pesticidas e favorecer o controle biológico. O grau de seletividade fisiológica (índice de seletividade relativa), por exemplo, pode ser expresso pela razão entre a dose letal média (DL50) à praga e ao inimigo 6.

(18) natural, ou pela relação entre a dosagem recomendada para o controle da praga e a DL50 ao inimigo natural (Brown 1989). Também, pode ser estimado através do ponto da curva dosemortalidade em que a diferença entre a mortalidade da praga e do inimigo natural é máxima (Hower & Davis 1984). Por outro lado, o grau de resistência (razão de resistência) pode ser expresso pela razão entre a DL50 da população em teste e a DL50 de uma população padrão de suscetibilidade (Robertson et al. 2007). Embora existem muitos relatos sobre a tolerância de crisopídeos a pesticidas, pesquisas têm mostrado que a criação massal de sucessivas gerações em laboratório leva a perda da resistência (Tulisalo 1984, Grafton-Cardwell & Hoy 1985, Núñez 1988, Bortoli et al. 2002). Por exemplo, C. carnea apresentou declínio de 3 a 10 vezes da resistência a piretroides, organofosforados e carbamatos em populações mantidas por três anos em laboratório (Pree et al. 1989). Da mesma forma, C. externa proveniente de campo e apresentando alta tolerância a dosagens de lambdacialotrina, superiores àquelas recomendadas para o controle de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) na cultura do milho, quando criadas em condições de laboratório e na ausência da pressão de seleção exibiram aumento de suscetibilidade em até 17 vezes (Bortoli et al. 2002). Portanto, a ausência da pressão de seleção promove a diminuição da frequência dos alelos de resistência na população de crisopídeos criados em laboratório (Georghiou 1972). Esta instabilidade poderia ser considerada negativa no ponto de vista do controle biológico, mas pelo lado ecológico da espécie, se esta resistência resulta em custo adaptativo, ou seja, um efeito negativo no seu desempenho reprodutivo, ela deve ser diluída e, apenas expressada quando da exposição ao principio ativo seja de forma natural ou através da seleção artificial para fins de aplicação no manejo de pragas. Isto parece ocorrer com crisopídeos, embora possa ser dependente das características da resistência envolvida e do inseticida, entre outras. 7.

(19) Estudos sobre o desempenho de insetos resistentes a inseticidas têm demonstrado que mecanismos de resistência resultam em custo adaptativo (Guillemaud et al. 1998, Ferreira et al. 2013). No entanto, populações resistentes de C. carnea sob condições semelhantes consumiram significativamente maior número de pulgões e moscas brancas, em comparação com a população suscetível (Pathan et al. 2010). Além disso, estes autores também encontraram desenvolvimento mais rápido, maior peso de pupas e taxa intrínseca de crescimento populacional para a população de C. carnea resistente em comparação a população suscetível. Como as populações resistentes e suscetíveis tiveram a mesma população de origem, a melhora no desempenho observada para a população selecionada para a resistência, foi relacionada ao alelo de resistência (Pathan et al. 2010). Portanto, a resposta de cada espécie parece ser específica, tanto quanto ao comportamento exibido por ocasião do contato (exposição), como no custo de manutenção da resistência.. Efeito indireto de inseticidas no comportamento de predadores Os efeitos comportamentais dos pesticidas sobre os inimigos naturais têm despertado gramde interesse nos últimos anos (Desneux et al. 2004, Cordeiro et al. 2010, Delpuech et al. 2012, Wrinn et al. 2012, Spíndola et al. 2013). Historicamente, a característica de seletividade conferida a um inseticida era mediante estudos sobre os efeitos letais em inimigos naturais, ou seja, da mortalidade de uma população em curto prazo. Entretanto, atualmente sabe-se que os inseticidas podem causar efeitos subletais que afetam a fisiologia, a biologia e o comportamento dos artrópodes (Desneux et al. 2007, Vogt et al. 2007). Testes com concentrações subletais de inseticidas mostraram que a ingestão de alimento pode ser reduzida (O'Brien et al. 1985), bem como a atividade de vôo (Elzen et al. 1989) e forrageamento (Jiu & Waage 1990). Além de ocasionar mortalidade, os pesticidas podem alterar o padrão neurofisiológico dos insetos, reduzir o desenvolvimento, longevidade, imunologia, 8.

(20) fecundidade, razão sexual, mobilidade, orientação, hábito alimentar, padrão de oviposição e a capacidade de busca da presa/hospedeiro (Desneux et al. 2007, Vogt et al. 2007, Guedes et al. 2016). O reconhecimento dessas respostas subletais de inseticidas pode ser ainda mais importante do que a mortalidade para controle de pragas e espécies não-alvo (Stark & Banks 2003, Desneux et al. 2007, Guedes et al. 2009). Na agricultura, os efeitos subletais dos inseticidas aplicados são particularmente relevantes, porque as pragas-alvo e seus inimigos naturais deverão se manter expostos a concentrações subletais por períodos mais longos do que às concentrações letais, como consequência da degradação do inseticida (Little 1990, Guedes et al. 2016). A resposta comportamental a doses ou concentrações subletais têm uma ligação entre consequências bioquímicas e ecológicas do inseto (Little 1990), particularmente no hábito de caminhar, sendo determinante da sua exposição aos inseticidas que favorecem a sua sobrevivência (Haynes 1988, Desneux et al. 2007, Cordeiro et al. 2010). Igualmente, alguns inseticidas e acaricidas podem repelir parasitoides e predadores (Bartlett 1965), aumentando, por exemplo, a sua velocidade de caminhar (Hoy & Dahlsten 1984). Em predadores, alguns inseticidas quando aplicados em concentrações subletais, como piretroides, podem levar a respostas comportamentais, como atividade de repelência ou irritabilidade. A repelência a inseticidas pode estimular a dispersão e assim reduzir a população de espécies na área, o que pode ser indesejável para o predador quando se espera que ele permaneça na área controlando pragas não-alvo da pulverização (Cordeiro et al. 2010). Em larvas de crisopídeos, dois padrões de escape a inseticidas foram observados, repelência e irritabilidade, o primeiro precedendo ao contato e o segundo depois do contato com o inseticida (Hodge & Longley 2000). Foram observados níveis de repelência do malation para larvas de C. cubana e não em C. externa (Cordeiro et al. 2010). Esses mesmos autores, encontraram que os inseticidas malation, permetrina e azadiractina provocaram irritabilidade em larvas de ambas às espécies, 9.

(21) minimizando o tempo de contato com a superfície tratada com o inseticida. Hodge & Longley (2000) também detectaram moderada repelência e alta irritabilidade para o crisopídeo Micromus tasmaniae Walker a organofosforados. Em casos onde o inimigo natural apresenta resistência, este pode não demonstrar alterações comportamentais acentuadas ou, ao menos, detectadas quando exposto ao inseticida para o qual apresenta resistência (Spíndola et al. 2013). Portanto, os estudos de alterações comportamentais em inimigos naturais são importantes para indivíduos suscetíveis e resistentes, mas em especial para os resistentes, que irão sobreviver e deverão permanecer e reproduzir na área desejada. Sobre o exposto, espera-se que populações de C. externa criadas com e sem pressão de seleção com lambda-cialotrina passam a apresentar diferenças na suscetibilidade a este inseticida e alterações no comportamento de caminhamento e de predação quando expostos a resíduos do inseticida. Assim, este trabalho determinou a suscetibilidade e o impacto de tratamentos com lambda-cialotrina no comportamento de predação, caminhamento e oviposição de duas populações do crisopídeo C. externa.. Literatura Citada Abbas, N., M.M. Mansoor, S.A. Shad, A.K. Pathan, A. Waheed, M. Ejaz, M. Razaq & M.A Zulfiqar. 2014. Fitness cost and realized heritability of resistance to spinosad in Chrysoperla carnea (Neuroptera: Chrysopidae). Bull. Entomol. Res. 104: 707-715. Albuquerque, G.S. 2009. Crisopídeos (Neuroptera: Chrysopidae), p. 960-1022. In A.R. Panizzi & J.R.P. Parra (Eds.), Bioecologia e nutrição de insetos: Base para o manejo integrado de pragas. Brasília, Embrapa Informação Tecnológica, 1164p. Albuquerque, G.S., A.C. Tauber & M.J. Tauber. 1994. Chrysoperla externa (Neuroptera: Chrysopidae): life history and potential for biological control in Central and South America. Biol. Control 4: 8-13. Babrikova, T. 1979. Bioecological studies on the green deer fly Anisochrysa prasina Burms. Hortic. Vitic. Sci. 16: 12-18.. 10.

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(30) CAPÍTULO 2. SUSCETIBILIDADE E RESPOSTA COMPORTAMENTAL DE Chrysoperla externa (HAGEN) (NEUROPTERA: CHRYSOPIDAE) À LAMBDA-CIALOTRINA1. RENÉ F. LUNA2. 2. Departamento de Agronomia - Entomologia, Universidade Federal Rural de Pernambuco, Rua Dom Manoel de Medeiros, Recife, PE, 52171-900, Brazil.. 1. Luna, R.F.. Suscetibilidade e resposta comportamental de Chrysoperla externa (Hagen) (Neuroptera: Chrysopidae) à lambda-cialotrina. A ser submetido. 19.

(31) RESUMO – Inseticidas piretroides são empregados no controle de lepidópteros e coleópteros, mas usualmente não são eficazes contra homoptera, presas preferenciais dos crisopídeos. Assim, foi estudada a suscetibilidade à lambda-cialotrina em duas populações de Chrysoperla externa submetidas (Ce-Sel) ou não a seleção (Ce-NSel), mediante aplicação tópica e comparação de curvas dose-mortalidade. O estudo, também, avaliou a seleção de superfície tratada com lambdacialotrina por adultos para oviposição e de caminhamento e predação por larvas. Significativa variação na suscetibilidade de larvas e adultos de C. externa a lambda-cialotrina foi encontrada. Razões de resistência (RRs) considerando as doses letais DL50 e DL90 foram maiores para larvas do que para adultos. Após sete gerações de seleção de larvas, as RRs tornaram 5,85 e 9,37x para larvas e 3,38 e 2,75x para adultos, respectivamente. Fêmeas Ce-Sel confinadas em arenas parcialmente tratadas realizaram similar oviposição em ambas as superfícies, enquanto fêmeas Ce-NSel realizaram menor oviposição na superfície tratada. Não foi observada repelência para ambas as populações, embora sendo verificado irritabilidade para larvas Ce-NSel, diminuindo a distancia e velecodade de caminhamento quando avaliadas em arenas totalmente tratadas. Larvas de ambas as populações consumiram significativamente menor quantidade de presas quando confinadas em arena tratada, porém larvas Ce-NSel consumiram 1,6 vezes menos presas que larvas Ce-Sel. Os resultados demonstram alterações na suscetibilidade de C. externa quando submetidas à seleção em laboratório com lambda-cialotrina e, consequentemente no comportamento. Essas características são apresentadas e discutidas quanto a relevância para a manutenção de populações de C. externa em áreas de infestação de pragas.. PALAVRAS-CHAVE: Resistência a inseticidas, piretroide, seletividade de inseticidas. 20.

(32) SUSCEPTIBILITY AND BEHAVIOURAL RESPONSES OF Chrysoperla externa (HAGEN) (NEUROPTERA: CHRYSOPIDAE) TO LAMBDA-CYHALOTHRIN ABSTRACT – Pyrethroid insecticides are widely recommended against lepidopteran and coleopteran pest species, but usually lack efficacy against homopterans, which are preferred prey of lacewings' larvae. Thus, the susceptibility to lambda-cyhalothrin was studied using two populations C. externa under selection (Ce-Sel) and non-selection (Ce-NSel) through topical application and comparisons of dose-mortality curves. In addition, individual behavioural responses to dried insecticidal residues were investigated regarding oviposition, walking and predation. Significant variation in the susceptibility of larvae and adults to lambda-cyhalothrin was found across exposure generations and populations. Initially, resistance rations (RR) considering the LD50s and LD90s were 4.16 and 2.60-fold for larvae and 1.02 and 1.43 for adults; while, after seven generations of larval selection the RR became 5.85 and 9.37-fold for larvae, and 3.38 and 2.75-fold for adults, respectively. Females of the population Ce-Sel subjected to partially treated arenas laid similar number of eggs on both surfaces treated and untreated, while female Ce-NSel laid lower number of eggs on treated surfaces. Larvae of both populations did not exhibit repellent behavior when caged on partially treated arena, although irritability was observed for larvae of CeNSel. Larvae of Ce-Sel population confined on fully treated arena exhibited greater walking distance, time and speed compared to larvae of Ce-NSel. Further, predation rate was reduced for larvae of both populations confined on treated surface, but Ce-NSel larvae consumed ~1.6x lower number of prey compared to Ce-Sel. The results indicated alterations on susceptibility of C. externa when subjected to selection with lambda-cyhalothrin and, hence, changes on behavior and predation rate. These traits are presented in details and discussed regarding their relevance for lacewing conservation in target areas. KEY-WORDS: Insecticide resistance, pyrethroid, insecticide selectivity 21.

(33) Introdução Insetos predadores são a primeira linha de defesa biótica das plantas nos agroecossistemas, o que faz do controle biológico um dos principais métodos do controle de pragas (Hajek 2004). No Brasil, dentre a vasta gama de inimigos naturais existentes, Chrysoperla externa (Hagen) se destaca pelo habito generalista e alto potencial biótico (Senior & McEwen 2001), caracteristicas que o torna um predador-chave em sistemas agrícolas orgânicos e convencionais como algodão, citros, milho, soja, alfafa, fumo e outros (Freitas 2002, Resende et al. 2007). Além do controle natural, estudos com liberações inundativas deste predador resultaram em sucesso no controle dos pulgões Schizaphis graminum Fitch (Hemiptera: Aphididae) em sorgo (Sorghum bicolor L.), e Aphis gossypii Glover (Hemiptera: Aphididae) em algodoeiro (Figueira & Lara 2004, Pessoa et al. 2004). Dentro do contexto do Manejo Integrado de Pragas (MIP), apesar da contribuição do controle biológico, na maioria das vezes, é necessária a utilização conjunta de inseticidas para obter sucesso na redução das populações de pragas (Medina et al. 2008). Contudo, o uso contínuo de inseticidas pode favorecer a resistência em artrópodes pragas, bem como em seus inimigos naturais como resultado da seleção natural de indivíduos sob pressão seletiva, que evoluem bioecologicamente para a permanência da espécie no campo (Tabashnik & Johnson 1999, Torres 2012). A existência de populações de inimigos naturais resistentes a inseticidas em campo é uma forma garantida de se obter a seletividade fisiológica, pois permite minimizar os efeitos negativos destes produtos sobre os inimigos naturais nas mesmas condições em que a praga é controlada com sucesso (Torres 2012, Torres et al. 2015). Desta forma, a longo prazo espera-se uma redução do uso de inseticidas pela constante ação dos inimigos naturais, possibilitando a integração do controle biológico e controle químico (Landis et al. 2000, Torres 2012).. 22.

(34) Algumas populações de crisopídeos têm demonstrado resistência, ou ao menos baixa sucetibilidade a vários grupos de inseticidas, tais como piretroides, fosforados, carbamatos, espinosinas, avermectinas, diamidas e piridinas (Pree et al. 1989, Bortoli et al. 2002, Pathan et al. 2008, Sayyed et al. 2010, Mansoor et al. 2013, Abbas et al. 2014, Barros 2015). Por exemplo, populações de C. externa provenientes de campo apresentaram baixa sucetibilidade a dosagens de lambda-cialotrina, superior àquela recomendada para o controle de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) na cultura do milho (Bortoli et al. 2002). Também, larvas de C. externa (mesma população usada neste estudo) quando confinadas em superfície inerte sobre resíduo seco da menor e maior dosagem recomendada de clorantraniliprole, espinosade, lambdacialotrina e pimetrozina, apresentaram sobrevivência variando de 65,5% (espinosade maior dosagem) a 96,6% (pimetrozina menor dosagem) (Barros 2015). Piretroides são conhecidos por causar repelência em insetos predadores (Hodge & Longley 2000, Cordeiro et al. 2010, Spíndola et al. 2013). Este efeito comportamental ocorre especialmente quando os predadores são submetidos a doses subletais (Little 1990), particularmente no hábito de caminhar (Haynes 1988, Desneux et al. 2007, Cordeiro et al. 2010). Os inseticidas piretroides, de maneira geral, eram considerados de baixa seletividade para os inimigos naturais (Croft & Theiling 1990). Uma das consequências indiretas da alta toxicidade dos piretroides para inimigos naturais é a ressurgência de pragas após suas aplicações, em especial, de pulgões após a utilização da lambda-cialotrina (Broza 1986, Kidd & Rummel 1997, Deguine et al. 2000). Assim, a conservação de predadores-chave de pulgões como C. externa é de especial interesse, pois esses creisopídeos irão atuar sobre a praga evitando que ocorra ressurgência. Isto pode ser obtido com inimigos naturais sobrevivendo a aplicações de piretroides (Schuster & Stansly 2000, Godoy et al. 2004, Pathan et al. 2008, Sayyed et al. 2010, Mansoor et al. 2013, Abbas et al. 2014, Torres et al. 2015). 23.

(35) Neste estudo, foi testada a hipótese de que populações de crisopideos podem apresentar diferentes níveis de tolerância à lambda-cialotrina e, que podem ser selecionadas para exibir resistência. Consequentemente, um menor grau de suscetibilidade à lambda-cialotrina pode resultar em alterações na resposta comportamental ao resíduo do inseticida. Para tanto, determinou-se a variação quanto ao grau de suscetibilidade à lambda-cialotrina para duas populações de C. externa coletadas em diferentes regiões brasileiras mantidas com e sem pressão de seleção para resistência ao inseticida. E, de forma complementar, foram realizados experimentos com intuito de determinar as variações no comportamento de oviposição, caminhamento e predação para ambas as populações, em resposta ao resíduo de lambdacialotrina.. Material e Métodos Este trabalho foi conduzido com larvas e adultos de duas populações de C. externa estabelecidas no Laboratório de Controle Biológico de Insetos da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), Recife, PE. Uma das populações foi obtida de pupas enviadas do Laboratório de Manejo Integrado de Pragas da Universidade Federal de Lavras (UFLA), Lavras, MG. Esta população, recém coletada em plantio de brássicas, foi submetida a teste de suscetibilidade a vários inseticidas (Barros 2015). Inicialmente, em sua segunda geração em laboratório, demonstrou alta sobrevivência de larvas de seis dias de idade, quando confinadas em placas contendo resíduo seco de lambda-cialotrina nas dosagens recomendadas de 100 e 300 mL/ha (89,2% e 70,1%, respectivamente; Barros 2015). Assim, esta população foi considerada para comparação e usada em subsequentes seleções e denominada de população selecionada (CeSel).. 24.

(36) A segunda população de C. externa foi obtida do laboratório de Manejo Integrado de Pragas da Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Pelotas, RS, oriunda de plantio de pêssego e mantida em laboratório por mais de 28 gerações sem exposição a inseticidas, a qual foi denominada de população não selecionada (Ce-NSel). Larvas desta população, em laboratório sob as mesmas condições de exposição ao resíduo seco de lambda-cialotrina de 100 e 300 mL/ha exibiram sobrevivência de 51,6% e 41,6%, respectivamente. Assim, neste trabalho foi realizada a caracterização da suscetibilidade à lambda-cialotrina das duas populações de C. externa, com manutenção da pressão de seleção para Ce-Sel e ausência de seleção para Ce-NSel. Estudos de resposta comportamental de larvas (caminhamento e predação) e adultos (oviposição), também, foram conduzidos para as duas populações mediante exposição ao resíduo seco do inseticida. Criação de Chrysoperla externa. A metodologia de criação de larvas e adultos foi adaptada de Freitas (2001), sendo os adultos criados em gaiolas cilíndricas de PVC de 20x15 cm (altura x diâmetro), mantidas sobre pratos de jardinagem (22 cm de diâmetro) forrados com papel toalha, e fechadas na parte superior com filme plástico de PVC preso com liga elástica. A superfície interna da gaiola foi revestida com papel tipo formulário contínuo (MaxPrint®, Tietê, SP, Brasil), o qual foi usado como substrato para oviposição, preso com fita adesiva ao interior da gaiola. Sobre a fita adesiva espalhou-se uma fina camada do alimento oferecido para os adultos, o qual consiste em uma pasta de levedura de cerveja e mel (1:1). Como fonte de umidade, disponibilizou-se algodão embebido em água no interior de tampa plástica de garrafa PET no fundo da gaiola. A troca do alimento foi realizada a cada dois dias. A coleta de ovos para a manutenção da colônia foi realizada a cada dois dias, enquanto que os ovos para à produção de larvas a serem utilizadas nos estudos foram coletados diariamente para o monitoramento preciso da idade das larvas. Os ovos coletados foram acondicionados em 25.

(37) recipientes plásticos transparentes de 500 mL contendo papel toalha no seu interior, e como o período de incubação dura cerca de cinco dias, então no quarto dia, um dia antes da eclosão das larvas, foram ofertados ovos de Anagasta kuehniella (Zeller) (Lepidoptera: Pyralidae). Após 2-3 dias de eclodidas, as larvas foram transferidas para potes plásticos de 4,5x6,0 cm (diâmetro x altura) contendo um pedaço de papel toalha no seu interior, alimentadas e monitoradas até a idade a ser empregada nos estudos (i.e., 6 dias) ou até a pupação. Os ovos de A. kuehniella utilizados como alimento para as larvas foram adquiridos de insetário comercial (Promip, Campinas, SP). Os experimentos e a criação foram conduzidos em laboratório sob condições de 25 ± 1 °C, umidade relativa 72,3 ± 8,1% e fotofase de 12 horas. Seleção de Chrysoperla externa à Lambda-cialotrina. Larvas da população Ce-Sel foram mantidas sobre pressão de seleção com lambda-cialotrina. O estudo foi iniciado com a DL50 calculada para larvas que sobreviveram até a fase adulta por ocasião da geração F1 utilizando o produto formulado Karate Zeon 50 CS (lambda-cialotrina 5% m/v – 50 g/L, Syngenta S.A., São Paulo). Seis subsequentes gerações de C. externa foram realizadas (F2-F7), com aplicação tópica de 1µL da DL50 previamente determinada. A aplicação foi feita no dorso de larvas de seis dias de idade com o auxilio de uma seringa de 50µL do tipo HamiltonTM (Hamilton Company, Reno, NV) acoplada a um aplicador de repetição, sendo utilizadas entre 100 e 150 larvas por geração. Na geração F8 uma nova curva foi determinada e calculada nova DL50 tanto para larvas como para adultos. Determinação das Curvas Dose-Resposta. Larvas com seis dias de idade e adultos de seis a dez dias de idade (independente do sexo) das duas populações, foram submetidos a tratamento tópico com 1 L/inseto de diluições crescentes do produto comercial Karate Zeon. Para cada população, foram realizados testes preliminares por meio da diluição do produto formulado em água destilada, tendo por base a dose 0,133 g i.a. de lambda-cialotrina/L a partir da recomendação de campo (400 26.

(38) mL do produto comercial/ha em 150L de calda; 0,133 g de i.a. lambda-cialotrina/L), empregada para o controle de Chloridea virescens (Fabr.) (Lepidoptera: Noctuidae) na cultura do algodoeiro (AGROFIT 2015). O bioensaio foi repetido duas vezes para cada população testada. Em cada bioensaio foi tratado entre 10 a 20 indivíduos por dose, sendo testada as doses 0,033; 0,167; 0,250; 0,330; 0,670 e 1,00 g i.a./larva e 0,033; 0,066; 0,133; 0,167; 0,266; 0,300 e 0,500 g i.a./adulto da população Ce-NSel e, 0,20; 0,30; 0,40; 0,67; 1,33; 2,67 e 6,66 g i.a./larva e 0,13; 0,266; 0,32; 0,42; 0,50; 0,83; 1,66 e 1,99 g i.a./adulto da população Ce-Sel, respectivamente. A aplicação do produto foi realizada com a deposição de 1μL da respectiva dose no dorso das larvas ou na parte ventral do tórax/abdome dos adultos, empregando a seringa anteriormente citada. No tratamento controle, aplicou-se somente água destilada mais espalhante adesivo. Após a aplicação do inseticida, as larvas foram mantidas individualmente nos mesmos potes da criação, e os adultos em potes plásticos de 500mL com tampa contendo abertura fechada com tecido voil. Para as larvas, foram ofertados como alimento ovos de A. kuehniella, e para os adultos, dieta de levedura de cerveja e mel (1:1). A mortalidade foi avaliada 48h após a aplicação do inseticida, sendo consideradas mortas as larvas que quando colocadas com a parte ventral voltada para cima não conseguiram retornar à posição normal e caminhar, e, adultos que não conseguiram alçar vôo. Foi adotado este período de tempo pós-tratamento para avaliação, devido a possíveis recuperações do efeito “knockdown”. Através do número de indivíduos mortos e vivos, registrado nos bioensaios, foi determinada a dose letal (DL50) para cada população por meio da análise de Probit (Finney 1971), utilizando o programa SAS (SAS Institute 2002). A mortalidade de larvas ou adultos no tratamento testemunha foi nula ou inferior a 5%, não sendo necessário correções de mortalidade natural.. 27.